JP6607776B2

JP6607776B2 - Reciprocating compressor

Info

Publication number: JP6607776B2
Application number: JP2015246862A
Authority: JP
Inventors: 孝典江見; 伸之成澤
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2019-11-20
Anticipated expiration: 2035-12-18
Also published as: JP2017110608A

Description

本発明は、往復動圧縮機に関する。 The present invention relates to a reciprocating compressor.

本発明の背景技術として、特許文献１がある。特許文献１には、コネクティングロッド２４の先端側に設けられた円盤部２５と、円盤部２５に取り付けられて円盤部２５の外径以下の外径を持つリテーナ２８とにより形成されシリンダ１７内を揺動しつつ往復動するピストン３１と、内周側がピストン３１の円盤部２５とリテーナ２８との間に挟持される円環状の挟持部４２となり、外周側が挟持部４２から外向き且つリテーナ２８側に突出しシリンダ３１の内周面に摺接する円環状のリップ部４３となったリップシール４１とを備える往復動圧縮機が記載されている。 There exists patent document 1 as background art of this invention. In Patent Document 1, the inside of a cylinder 17 is formed by a disk part 25 provided on the distal end side of a connecting rod 24 and a retainer 28 attached to the disk part 25 and having an outer diameter equal to or smaller than the outer diameter of the disk part 25. The piston 31 that reciprocates while swinging, and the inner circumferential side becomes an annular clamping part 42 that is sandwiched between the disk part 25 and the retainer 28 of the piston 31, and the outer peripheral side faces outward from the clamping part 42 and is on the retainer 28 side. The reciprocating compressor is provided with a lip seal 41 that protrudes to the inner peripheral surface of the cylinder 31 and forms an annular lip portion 43.

特開２００９−２４３３４２JP 2009-243342 A

特許文献１における往復動圧縮機のリップリング（リップシール４１）は、少なくとも駆動軸方向と揺動方向の中間方向の径が揺動方向および駆動軸方向の径よりも短くなっていない。そのため、リップリングをシリンダの芯とずれた状態で組付けた場合に生じる押圧力と、揺動による慣性力が応力として作用し、駆動軸方向と揺動方向の中間方向において偏摩耗が生じリップリングの寿命を向上させることができなかった。 In the lip ring (lip seal 41) of the reciprocating compressor in Patent Document 1, at least the diameter in the middle direction between the drive shaft direction and the swing direction is not shorter than the diameter in the swing direction and the drive shaft direction. For this reason, the pressing force generated when the lip ring is assembled with the cylinder core shifted and the inertial force due to the swing act as stress, and uneven wear occurs in the intermediate direction between the drive shaft direction and the swing direction. The life of the ring could not be improved.

上記の点に鑑み、本発明は、リップリングの偏摩耗を軽減し、リップリングの交換寿命を向上させた往復動圧縮機を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a reciprocating compressor that reduces uneven wear of a lip ring and improves the replacement life of the lip ring.

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。 In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted.

本発明は、上記課題を解決する手段を多数含んでいるが、その一例を挙げるならば、シリンダと、前記シリンダの端部に設けられたシリンダヘッドと、前記シリンダ内を揺動しながら往復動するピストンと、前記ピストンを駆動する駆動軸と、前記シリンダと前記ピストンとの隙間をシールするリップリングとを備え、前記リップリングの揺動方向の一端から他端までの長さおよび前記駆動軸方向の一端から他端までの長さよりも前記シリンダヘッド側から見て前記揺動方向と前記駆動軸方向との中間にある中間方向における一端から他端までの長さを短くしたことを特徴とする往復動圧縮機を提供する。 The present invention includes a number of means for solving the above-mentioned problems. For example, a cylinder, a cylinder head provided at an end of the cylinder, and a reciprocating motion while swinging in the cylinder. And a drive shaft that drives the piston, and a lip ring that seals a gap between the cylinder and the piston, and the length from one end to the other end of the lip ring in the swinging direction and the drive shaft The length from one end to the other end in the intermediate direction between the swing direction and the drive shaft direction as viewed from the cylinder head side is shorter than the length from one end to the other end in the direction. A reciprocating compressor is provided.

本発明によれば、リップリングの偏摩耗を軽減し、リップリングの交換寿命を向上させた往復動圧縮機を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reciprocating compressor which reduced the partial wear of the lip ring and improved the exchange lifetime of the lip ring can be provided.

本発明における往復動型空気圧縮機の構成の一例である。It is an example of the structure of the reciprocating type air compressor in this invention. 図１における往復動型空気圧縮機の本体部分の側面方向断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of a main body portion of the reciprocating air compressor in FIG. 1. 本発明におけるピストンの構成の一例である。It is an example of a structure of the piston in this invention. シリンダヘッド組付け時における、シリンダの変形の様子の一例である。It is an example of the mode of a deformation | transformation of a cylinder at the time of cylinder head assembly | attachment. 本発明の実施例１における、リップリング形状である。It is a lip ring shape in Example 1 of this invention. 揺動時における、リップリングのシリンダへの押圧力である。This is the pressing force to the cylinder of the lip ring during swinging. 本発明の実施例２における、リップリング形状である。It is a lip ring shape in Example 2 of the present invention. 本発明の実施例３における、リップリング形状である。It is a lip ring shape in Example 3 of the present invention. リップリング揺動時における、リップリングのシリンダへの接触の一例である。It is an example of the contact to the cylinder of a lip ring at the time of lip ring rocking | fluctuation. リップリング揺動時における、リップリングのシリンダへの接触の一例である。It is an example of the contact to the cylinder of a lip ring at the time of lip ring rocking | fluctuation. リップリング角R部の断面図である。It is sectional drawing of a lip ring angle | corner R part. 本発明の実施例５における、リップリング形状である。It is a lip ring shape in Example 5 of this invention.

以下、本発明の実施例１を図面に基づいて詳細に説明する。図１に本発明における往復動圧縮機の概略を、図２には図１における往復動圧縮機本体を側面から見た断面図を示す。なお、本実施例では空気を圧縮する空気圧縮機を例に挙げて説明するが、空気に限らず、窒素・酸素など特定の気体を圧縮するものであってもよいし、加圧した気体をさらに昇圧させるブースタ圧縮機であってもよい。図１に示すように、往復動圧縮機は空気タンク１と、空気タンク１の上に搭載された電動機２と圧縮機本体３から構成され、電動機２の動力は伝動ベルト４を解して圧縮機本体３に伝えられる。圧縮機本体３の内部構造は図２に示すように、クランク室２１と、クランク室２１から鉛直方向に突出するシリンダ２２と、そのシリンダ２２内に設けられ、ピストンの往復動によって開閉する空気弁２３と、シリンダ２２のクランク室２１とは反対側の端部に設けられたシリンダヘッド２４と、クランク室２１の中央に回転可能に支持された駆動軸としてのクランク軸２６と、クランク軸２６によって駆動されるピストンを有している。クランク軸２６によって駆動されるピストンはシリンダ２２内をクランク室２１側からシリンダヘッド２４側までを揺動しつつ、往復動し、圧縮室２７の流体を圧縮する。ピストンは、クランク軸２６に取り付けられる連接棒２５、連接棒２５の端部に設けられたリテーナ３２によって構成される。リテーナ３２と連接棒２５の端部によって流体を圧縮するピストン部２５ａが構成されている電動機２から伝動ベルト４を介して伝えられた動力によりクランク軸２６が回転することで、シリンダ２２内に設置されたピストンのピストン部２５ａが揺動しながら鉛直方向に往復動し、その結果としてシリンダ２２外部から空気弁２３を通して空気を吸入し、圧縮して吐出す。 Embodiment 1 of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of a reciprocating compressor according to the present invention, and FIG. 2 shows a sectional view of the reciprocating compressor main body in FIG. In this embodiment, an air compressor that compresses air will be described as an example, but not limited to air, a specific gas such as nitrogen or oxygen may be compressed. Further, a booster compressor that boosts the pressure may be used. As shown in FIG. 1, the reciprocating compressor is composed of an air tank 1, an electric motor 2 mounted on the air tank 1, and a compressor body 3, and the motive power of the electric motor 2 is compressed through a transmission belt 4 and compressed. It is transmitted to the machine body 3. As shown in FIG. 2, the internal structure of the compressor body 3 includes a crank chamber 21, a cylinder 22 projecting vertically from the crank chamber 21, and an air valve provided in the cylinder 22 that opens and closes by reciprocating movement of the piston. 23, a cylinder head 24 provided at the end of the cylinder 22 opposite to the crank chamber 21, a crankshaft 26 as a drive shaft rotatably supported at the center of the crank chamber 21, and a crankshaft 26. It has a piston to be driven. The piston driven by the crankshaft 26 reciprocates in the cylinder 22 from the crank chamber 21 side to the cylinder head 24 side to compress the fluid in the compression chamber 27. The piston is constituted by a connecting rod 25 attached to the crankshaft 26 and a retainer 32 provided at the end of the connecting rod 25. The crankshaft 26 is rotated by the power transmitted through the transmission belt 4 from the electric motor 2 in which the piston portion 25 a that compresses the fluid is constituted by the retainer 32 and the end of the connecting rod 25, so that it is installed in the cylinder 22. The piston portion 25a of the piston thus moved reciprocates in the vertical direction while swinging. As a result, air is sucked from the outside of the cylinder 22 through the air valve 23, compressed and discharged.

なお、本実施例では、駆動軸をクランク軸２６とし、クランク軸２６の連接棒２５との接続部分を偏心させることにより、駆動軸の回転運動を連接棒２５の揺動運動に変換している。これに限らず、駆動軸自体は偏心部をもたず、エキセントリック部材の中心から偏心した位置に駆動軸を接続することで駆動軸の回転運動を連接棒２５の偏心運動に変換してもよい。 In this embodiment, the drive shaft is the crankshaft 26 and the connecting portion of the crankshaft 26 with the connecting rod 25 is decentered to convert the rotational motion of the drive shaft into the swinging motion of the connecting rod 25. . Not limited to this, the drive shaft itself does not have an eccentric portion, and the rotational motion of the drive shaft may be converted into the eccentric motion of the connecting rod 25 by connecting the drive shaft to a position eccentric from the center of the eccentric member. .

なお、図１，２では説明簡略化のため、空気圧縮機形状はシリンダ２２・連接棒２５を一対しか持たない単気筒としているが、クランク軸２６に対して直列あるいは放射状に複数のシリンダ２２・連接棒２５を有する空気圧縮機もある。 1 and 2, for the sake of simplification of description, the shape of the air compressor is a single cylinder having only a pair of cylinders 22 and connecting rods 25, but a plurality of cylinders 22 Some air compressors have a connecting rod 25.

図３にピストンのピストン部２５ａ断面図を示す。シリンダ２２とピストンのピストン部２５ａ間をシールする円環状のリップリング３１が連接棒２５とリテーナ３２に挟持されており、クランク軸２６の回転に伴いピストンのピストン部２５ａが往復動することで空気を圧縮する。圧縮室２７を最も拡大した下死点から、圧縮室２７を最も縮小した上死点へ移動する圧縮工程において、リップリング３１の側面３１ａがシリンダ内圧力によりシリンダ２２の内周面に押し付けられる押圧力によって、リップリング３１は径方向外側に拡径し、シリンダ２２と連接棒のピストン部２５ａ間をシールする。そのため、リップリング３１のシリンダ２２への押圧力が大きいほど、リップリング３１のシール性は向上する。一方で、リップリング３１の側面の摩耗量は押圧力と比例するため、リップリング３１の摩耗を防ぐためにはある程度のシール性を維持しつつも押圧力を軽減しなければならない。 FIG. 3 shows a sectional view of the piston portion 25a of the piston. An annular lip ring 31 that seals between the cylinder 22 and the piston portion 25a of the piston is sandwiched between the connecting rod 25 and the retainer 32, and the piston portion 25a of the piston reciprocates as the crankshaft 26 rotates. Compress. In the compression process of moving the compression chamber 27 from the bottom dead center where the compression chamber 27 is most expanded to the top dead center where the compression chamber 27 is most contracted, the side surface 31a of the lip ring 31 is pressed against the inner peripheral surface of the cylinder 22 by the cylinder internal pressure. The pressure causes the lip ring 31 to expand radially outward, and seals between the cylinder 22 and the piston portion 25a of the connecting rod. Therefore, the sealing performance of the lip ring 31 improves as the pressing force of the lip ring 31 against the cylinder 22 increases. On the other hand, since the amount of wear on the side surface of the lip ring 31 is proportional to the pressing force, in order to prevent the lip ring 31 from being worn, it is necessary to reduce the pressing force while maintaining a certain degree of sealing performance.

また、シリンダヘッド２４は、締結ボルト４１を用いてシリンダ２２に締結されている。この時、締結ボルト４１によりシリンダ２２を締め付けることで、シリンダ２２の断面２２ａは、図４のシリンダ断面２２ｂように、４つの山と４つの谷が連続的につながる４次の変形をする。クランク軸方向と揺動方向の中間方向であるｘy４５度方向では、シリンダ２２の径が小さくなるように変形する事で、リップリング３１の締め代が増加し押圧力が増加する。 The cylinder head 24 is fastened to the cylinder 22 using fastening bolts 41. At this time, by tightening the cylinder 22 with the fastening bolt 41, the cross section 22a of the cylinder 22 undergoes quaternary deformation in which four crests and four troughs are continuously connected like the cylinder cross section 22b of FIG. In the xy 45 degree direction, which is an intermediate direction between the crankshaft direction and the swinging direction, the cylinder 22 is deformed so that its diameter is reduced, so that the tightening margin of the lip ring 31 is increased and the pressing force is increased.

リップリング３１の押圧力を緩和する方法について説明する。上記に述べた圧縮工程では、リップリング側面３１ａには、連接棒２５の慣性による押圧力５１、リップリング３１のシリンダ２２との芯ずれによる押圧力５２、シリンダ２２内圧力とリップリング３１の締め代による押圧力５３が働く。 A method for reducing the pressing force of the lip ring 31 will be described. In the compression process described above, the pressing force 51 due to the inertia of the connecting rod 25, the pressing force 52 due to the misalignment of the lip ring 31 with the cylinder 22, the internal pressure of the cylinder 22 and the tightening of the lip ring 31 are applied to the lip ring side surface 31a. The pressing force 53 due to the bill works.

ここで、リップリング３１を円形にて形成した場合、芯ずれによる押圧力５２は揺動方向と直交する駆動軸方向で最も大きくなり、揺動による慣性力は揺動方向で最も大きくなる。そして、これらを合計した応力は駆動軸方向と揺動方向の中間方向で最も大きくなる。 Here, when the lip ring 31 is formed in a circular shape, the pressing force 52 due to misalignment is greatest in the drive shaft direction orthogonal to the swing direction, and the inertial force due to swing is greatest in the swing direction. The sum of these stresses is greatest in the intermediate direction between the drive shaft direction and the swing direction.

図５(ａ)に従来のリップリング３１の形状を示す。シリンダ２２とリップリング３１の上面図において、クランク軸方向をｘ方向とし、揺動方向をｙ方向とする。ｘ方向には、前述の押圧力のうち連接棒２５の慣性力による押圧力５１は働かない。しかし、ｘy４５度方向（ｘ方向とy方向の中間方向）では、揺動によるリップリング３１とシリンダ２２の隙間の増減が小さく、なおかつ連接棒２５の慣性力による押圧力５１も働くため、ｘy４５度方向（ｘ方向とy方向の中間方向）で前述の押圧力の影響を最も受け、合計押圧力５４が最大となり、リップリング３１はｘy４５度方向５５で偏摩耗を生じる。 FIG. 5A shows the shape of a conventional lip ring 31. In the top view of the cylinder 22 and the lip ring 31, the crankshaft direction is the x direction and the swing direction is the y direction. In the x direction, the pressing force 51 due to the inertial force of the connecting rod 25 does not work out of the aforementioned pressing forces. However, in the xy 45 degree direction (the intermediate direction between the x direction and the y direction), the increase / decrease in the gap between the lip ring 31 and the cylinder 22 due to the swing is small, and the pressing force 51 due to the inertial force of the connecting rod 25 also acts. In the direction (intermediate direction between the x direction and the y direction), the total pressing force 54 is maximized, and the lip ring 31 is unevenly worn in the xy 45 degree direction 55.

ここで、リップリング３１に発生する応力軽減策としてリップリング３１底面の板厚を増加する方法がある。しかし、揺動によりリップリング３１が傾くことで、リップリング３１の径は増加しないが、リップリング３１をシリンダ２２の軸と垂直方向に投影した径が、揺動角とリップリング３１底面の厚さに比例して増減する。したがって、リップリング３１底面の厚さの増加に従いリップリング３１締め代は増加し、揺動方向の押圧力が増加する。つまり、単純にリップリング３１底面の厚さを増加しても、リップリング３１に発生する応力軽減対策にはならず、偏摩耗を軽減させることはできない。 Here, there is a method of increasing the thickness of the bottom surface of the lip ring 31 as a measure for reducing the stress generated in the lip ring 31. However, the diameter of the lip ring 31 does not increase because the lip ring 31 is tilted by the swing, but the diameter projected from the lip ring 31 in the direction perpendicular to the axis of the cylinder 22 is the swing angle and the thickness of the bottom surface of the lip ring 31. Increase or decrease in proportion to the height. Therefore, as the thickness of the bottom surface of the lip ring 31 increases, the tightening allowance of the lip ring 31 increases and the pressing force in the swinging direction increases. That is, simply increasing the thickness of the bottom surface of the lip ring 31 is not a measure for reducing the stress generated in the lip ring 31, and uneven wear cannot be reduced.

そこで、図５(ｂ)に示す本実施例のリップリング形状では、リップリング３１のｘy４５度方向であるＷ部の外径（一端から他端までの長さ）Ｄ１を、ｘ方向及びy方向での外径（一端から他端までの長さ）Ｄ０よりも短くすることで、リップリング３１のｘy４５度方向における芯ずれと締め代による押圧力５２,５３を緩和した。 Therefore, in the lip ring shape of this embodiment shown in FIG. 5B, the outer diameter (length from one end to the other end) D1 of the W portion, which is the xy 45 degree direction, of the lip ring 31 is set in the x direction and the y direction. By reducing the outer diameter (length from one end to the other end) at D0, the pressing force 52, 53 due to misalignment and tightening margin in the xy45 degree direction of the lip ring 31 was relaxed.

図６にFEM解析でのリップリング３１のシリンダ２２への押圧力５４を示す。図６(ａ)に示す従来のリップリング形状３１では締め代と芯ずれによる押圧力５２、５３により、リップリング３１はシリンダ２２に、特にｘy４５度方向で強く押し付けられる。一方、図６(ｂ)に示す本実施例のリップリング３１形状では、シリンダ２２とリップリング３１のｘy４５度方向での隙間を十分に確保し、リップリング３１の押圧力５４（芯ずれと締め代による押圧力５２,５３）を軽減したことにより、リップリング３１のｘy４５度方向の押圧力を低減することができる。 FIG. 6 shows the pressing force 54 to the cylinder 22 of the lip ring 31 in the FEM analysis. In the conventional lip ring shape 31 shown in FIG. 6A, the lip ring 31 is strongly pressed against the cylinder 22, particularly in the direction of xy 45 degrees, by the pressing forces 52 and 53 due to the tightening allowance and misalignment. On the other hand, in the shape of the lip ring 31 of this embodiment shown in FIG. 6B, a sufficient gap in the xy 45 degree direction between the cylinder 22 and the lip ring 31 is secured, and the pressing force 54 (center misalignment and tightening) of the lip ring 31 is secured. By reducing the pressing force 52, 53) due to the margin, the pressing force of the lip ring 31 in the xy 45 degree direction can be reduced.

本実施例によれば、リップリング３１の揺動方向と駆動軸方向の中間方向にかかる押圧力を低減することで、偏摩耗を軽減し、リップリング３１の交換寿命を向上させることができる。 According to the present embodiment, by reducing the pressing force applied in the intermediate direction between the swing direction of the lip ring 31 and the drive shaft direction, uneven wear can be reduced and the replacement life of the lip ring 31 can be improved.

本発明の実施例２にかかる往復動圧縮機を、図７を用いて説明する。実施例１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。 A reciprocating compressor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

実施例１に示すリップリング３１の形状では、リップリング３１に働く押圧力を緩和し摩耗を抑制することが出来るが、一方では、リップリング３１の外径に設けられた凹部３１ｂにより、シリンダ２２とリップリング３１との間に隙間が生じ、リップリング３１のシール性が低下することで吐出し性能低下を生じる。 The shape of the lip ring 31 shown in the first embodiment can relieve the pressing force acting on the lip ring 31 and suppress wear, but on the other hand, the recess 22b provided on the outer diameter of the lip ring 31 allows the cylinder 22 A gap is generated between the lip ring 31 and the sealing performance of the lip ring 31 is lowered, resulting in a decrease in discharge performance.

本実施例では、リップリング３１の側面３１ａを、クランク軸方向に長径を持つ楕円７１と、揺動方向に長径を持つ楕円７２を用いて形成することを特徴としている。リップリングの側面３１ａに働く押圧力のうち、連接棒２５の慣性力による押圧力はクランク軸方向から揺動方向にかけて角度θの絶対値に比例して増加し、シリンダ２２の芯ずれによる押圧力は、θの絶対値に比例して減少する。 In this embodiment, the side surface 31a of the lip ring 31 is formed by using an ellipse 71 having a major axis in the crankshaft direction and an ellipse 72 having a major axis in the swinging direction. Of the pressing force acting on the side surface 31a of the lip ring, the pressing force due to the inertial force of the connecting rod 25 increases in proportion to the absolute value of the angle θ from the crankshaft direction to the swinging direction. Decreases in proportion to the absolute value of θ.

そこで、２つの楕円を繋ぎ合わせた形状とすることで、リップリング３１にかかる押圧力を軽減しつつも、シリンダ２２とリップリング３１との間に生じる隙間を低減し、シール性低下による性能低下を緩和する事が可能である。 Therefore, by reducing the pressing force applied to the lip ring 31 by reducing the gap between the cylinder 22 and the lip ring 31 by reducing the sealing force by reducing the pressing force applied to the lip ring 31 by reducing the sealing performance. Can be relaxed.

なお、クランク軸方向に長い楕円７１と、揺動方向に長い楕円７２の接合部は、滑らかに繋いでもよい。 In addition, the joint part of the ellipse 71 long in the crankshaft direction and the ellipse 72 long in the swinging direction may be smoothly connected.

また、図８に示すリップリング３１のように、シリンダヘッド２４締結時のシリンダ２２の変形に合わせて、リップリング３１の形状を、径方向外側に広がる円弧と径方向内側に広がる円弧とを組み合わせた形状とした。揺動方向とクランク軸方向において径方向外側に広がっており、中間方向では径方向内側に広がる形状となっている。これにより、シリンダヘッド２４締結時のｘy４５度方向での締め代増加に伴う押圧力を、さらに効果的に緩和することが出来る。 Further, like the lip ring 31 shown in FIG. 8, the shape of the lip ring 31 is combined with an arc extending radially outward and an arc extending radially inward in accordance with the deformation of the cylinder 22 when the cylinder head 24 is fastened. Shape. The shape spreads radially outward in the swing direction and crankshaft direction, and has a shape spreading radially inward in the intermediate direction. Thereby, the pressing force accompanying the increase in the tightening margin in the xy 45 degree direction when the cylinder head 24 is fastened can be more effectively reduced.

以上より、本実施例によれば、実施例１と比較してリップリング３１のシール性の低減を緩和しつつ、偏摩耗を軽減し、リップリング３１の交換寿命を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the uneven wear and improve the replacement life of the lip ring 31 while alleviating the reduction in the sealing performance of the lip ring 31 as compared with the first embodiment.

本発明の実施例３にかかる往復動圧縮機を、図９を用いて説明する。実施例１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施例では、揺動に伴うリップリング３１の締め代変化による押圧力低減が可能な構造について説明する。 A reciprocating compressor according to Example 3 of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the present embodiment, a structure capable of reducing the pressing force by changing the tightening allowance of the lip ring 31 accompanying the swing will be described.

図９に示すリップリング３１の揺動時のリップリング外径のシリンダ軸と垂直方向への投影長さＤ２は底面厚さｔとリップリング外径Ｄ０と揺動角βを用いて式(１)で表される。 The projected length D2 of the lip ring outer diameter in the direction perpendicular to the cylinder axis when the lip ring 31 shown in FIG. 9 swings is calculated using the bottom surface thickness t, the lip ring outer diameter D0, and the swing angle β (1) ).

しかし、リップリング３１が径方向外側に拡開したときにリップリングの揺動方向の側面３１ｂの先端側がシリンダ２２に接触している状態では、リップリング底面を除いた側面が図１０に示すようにシリンダ２２に押し付けられ変形する。そのため、揺動時の外径の最大値Ｄ２ｍａｘは底面厚さｔとリップリング外径Ｄ０を用いて式(２)で決定され、式(３)により圧縮機運転中の締め代の最大増加量ΔＤが求められる。 However, when the tip end side of the side surface 31b in the rocking direction of the lip ring is in contact with the cylinder 22 when the lip ring 31 is expanded radially outward, the side surfaces excluding the bottom surface of the lip ring are as shown in FIG. The cylinder 22 is pressed against and deforms. Therefore, the maximum value D2max of the outer diameter at the time of oscillation is determined by the equation (2) using the bottom surface thickness t and the lip ring outer diameter D0, and the maximum increase amount of the tightening allowance during the compressor operation by the equation (3). ΔD is determined.

締め代の増加に比例して、締め代による押圧力が増加する。揺動による締め代増加を低減するためには、底面厚さの低減などが考えられるが、底面厚さを低減すると強度が低くなり、リップリング３１の交換寿命を向上させることができない。そこで、図９に示すリップリング外側角部の曲率半径Ｒを大きくする事で、ΔＤを小さくし、締め代増加による押圧力を緩和する。揺動方向の曲率半径をＲ1としたときのリップリング外径のシリンダ軸と垂直方向への投影長さ最大値Ｄ３maxは式（４）で表され、式（５）により曲率半径0の時である式(3)よりもΔD2だけ締め代が減少し、曲率半径Ｒが大きいほど押圧力を緩和することが出来ることがわかる。 In proportion to the increase in the interference, the pressing force due to the interference increases. In order to reduce the increase in the tightening allowance due to the swing, it is conceivable to reduce the bottom surface thickness. However, if the bottom surface thickness is reduced, the strength is lowered and the replacement life of the lip ring 31 cannot be improved. Therefore, by increasing the radius of curvature R of the outer corner portion of the lip ring shown in FIG. 9, ΔD is reduced and the pressing force due to the increase in the tightening margin is reduced. The maximum projected length D3max of the outer diameter of the lip ring in the direction perpendicular to the cylinder axis when the radius of curvature in the swinging direction is R1 is expressed by equation (4), and when the radius of curvature is 0 according to equation (5). From equation (3), it can be seen that the interference is reduced by ΔD2, and the larger the radius of curvature R is, the more the pressing force can be relaxed.

一方、揺動方向では、リップリング側面３１ｂに連接棒２５の慣性力による押圧力が働くため、リップリング外側角部（リップリング３１の側面３１と底面との間の屈曲部の外周面）の曲率半径Ｒを大きくすると、揺動方向リップリング側面３１ｂに働く面圧が上昇し、慣性力による摩耗が増加する。 On the other hand, in the swinging direction, a pressing force due to the inertial force of the connecting rod 25 acts on the lip ring side surface 31b, so that the lip ring outer corner (the outer peripheral surface of the bent portion between the side surface 31 and the bottom surface of the lip ring 31). When the radius of curvature R is increased, the surface pressure acting on the oscillating direction lip ring side surface 31b increases, and wear due to inertial force increases.

以上のことを鑑みて、本実施例では、図１１に示すように揺動方向の曲率半径をＲ１、中間方向の曲率半径をＲ２としたときに、Ｒ２＞Ｒ１とすることで、締め代増加による押圧力を緩和することができる。 In view of the above, in this embodiment, as shown in FIG. 11, when the radius of curvature in the swinging direction is R1 and the radius of curvature in the intermediate direction is R2, R2> R1 so that the tightening margin is increased. The pressing force due to can be reduced.

本発明の実施例４にかかる往復動圧縮機を、図１２を用いて説明する。実施例１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。 A reciprocating compressor according to Example 4 of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

実施例１、２、３で述べたリップリング３１には組付け方向がある。そのため、リップリング３１にピストン２５ａとリテーナ３２により挟み固定される挟持部に、小さな穴３１cもしくは切り欠き３１Ｄのような、点対称でない位置に凹形状を設けた。また、リテーナ３２には、リップリング３１に設けた凹形状に対応し、凹形状に嵌め合わせられる凸部を設けることで、リップリング３１の組付け時のずれの防止が可能となる。また、組付け後のリップリング３１の回り止め機能も果たす。 The lip ring 31 described in the first, second, and third embodiments has an assembly direction. Therefore, a concave portion is provided at a position that is not point-symmetric, such as a small hole 31c or a notch 31D, in the holding portion that is fixed to the lip ring 31 by the piston 25a and the retainer 32. Further, by providing the retainer 32 with a convex portion that corresponds to the concave shape provided on the lip ring 31 and can be fitted into the concave shape, it is possible to prevent the lip ring 31 from being displaced when assembled. Further, it also functions to prevent the lip ring 31 from being rotated after assembly.

本実施例によれば、リップリング３１の組付け時のずれを防止することができ、芯ずれによる押圧力を低減し、リップリング３１の偏摩耗を軽減することができる。 According to the present embodiment, it is possible to prevent the lip ring 31 from being displaced when assembled, to reduce the pressing force due to the misalignment, and to reduce the uneven wear of the lip ring 31.

これまでに説明してきた実施例は、いずれも本発明を実施するに当たっての１例を示したものに過ぎず、実施例１−４を組み合わせることにより本発明を実施しても良い。 The embodiments described so far are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention may be implemented by combining the embodiments 1-4.

１空気タンク
２電動機
３圧縮機本体
４電動ベルト
２１クランク室
２２シリンダ
２２ａシリンダ段面
２２ｂシリンダヘッド締め付け後のシリンダ断面
２３空気弁
２４シリンダヘッド
２５連接棒
２６クランク軸
２７圧縮室
３１リップリング
３１ａリップリング側面
３１ｂリップリング側面（揺動方向）
３２リテーナ
４１締結ボルト
５１揺動慣性力による押圧力
５２シリンダ芯ずれによる押圧力
５３シリンダ内圧力によるリップリング拡径と、締め代による押圧力
５４合計押圧力
５５偏摩耗箇所
７１実施例２におけるリップリング理論曲線
７２実施例２におけるリップリング理論曲線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air tank 2 Electric motor 3 Compressor body 4 Electric belt 21 Crank chamber 22 Cylinder 22a Cylinder step surface 22b Cylinder cross section 23 after cylinder head tightening Air valve 24 Cylinder head 25 Connecting rod 26 Crankshaft 27 Compression chamber 31 Lip ring 31a Lip ring Side surface 31b Lip ring side surface (swing direction)
32 Retainer 41 Fastening bolt 51 Pushing force due to swinging inertia force 52 Pushing force due to cylinder misalignment 53 Lip ring diameter expansion due to cylinder internal pressure and pushing force due to tightening allowance 54 Total pushing force 55 Uneven wear location 71 Lip in Example 2 Ring theoretical curve 72 Lip ring theoretical curve in Example 2

Claims

シリンダと、
前記シリンダの端部に設けられたシリンダヘッドと、
前記シリンダ内を揺動しながら往復動するピストンと、
前記ピストンを駆動する駆動軸と、
前記シリンダと前記ピストンとの隙間をシールするリップリングとを備え、
前記リップリングの揺動方向の一端から他端までの長さおよび前記駆動軸方向の一端から他端までの長さよりも前記シリンダヘッド側から見て前記揺動方向と前記駆動軸方向との中間にある中間方向における一端から他端までの長さを短くしたことを特徴とする往復動圧縮機。 A cylinder,
A cylinder head provided at an end of the cylinder;
A piston that reciprocates while swinging in the cylinder;
A drive shaft for driving the piston;
A lip ring that seals a gap between the cylinder and the piston;
The length of the lip ring from one end to the other end in the swing direction and the length from one end to the other end in the drive shaft direction are intermediate between the swing direction and the drive shaft direction when viewed from the cylinder head side. The reciprocating compressor characterized by shortening the length from one end to the other end in the intermediate direction.

前記リップリングは、前記揺動方向に長径を持つ楕円と、前記駆動軸方向に長径を持つ楕円とを繋いだ形状であることを特徴とする請求項１に記載の往復動圧縮機。 The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the lip ring has a shape in which an ellipse having a major axis in the swinging direction and an ellipse having a major axis in the drive shaft direction are connected.

前記リップリングの前記揺動方向および前記駆動軸方向において外側に広がる円弧と前記リップリングの前記中間方向において内側に広がる円弧とを組み合わせた形状であることを特徴とする請求項１に記載の往復動圧縮機。 According to claim 1, characterized in that in the swinging direction and the driving direction of the rippling a shape of a combination of a circular arc extending inner side arc extending outer side in the intermediate direction of the rippling Reciprocating compressor.

前記リップリングの側面と底面との間の屈曲部において、前記揺動方向および前記駆動軸方向の曲率半径Ｒ１を前記中間方向における曲率半径Ｒ２よりも小さくすることを特徴とする請求項１に記載の往復動圧縮機。 2. The curvature radius R <b> 1 in the swing direction and the drive shaft direction is made smaller than the curvature radius R <b> 2 in the intermediate direction at a bent portion between the side surface and the bottom surface of the lip ring. Reciprocating compressor.

前記リップリングは穴または切欠きを有し、
前記ピストンに前記穴または前記切欠きに嵌め合わせられる凸部を有することを特徴とする請求項１に記載の往復動圧縮機。 The lip ring has a hole or notch;
The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the piston has a convex portion fitted into the hole or the notch.

シリンダと、
前記シリンダ内を揺動しながら往復動するピストンと、
前記ピストンを駆動する電動機と、
前記電動機の動力により回転運動し、前記ピストンを往復運動させる駆動軸とを備え、
前記ピストンは前記駆動軸に取り付けられた連接棒と前記連接棒の端部に取り付けられるリテーナと、前記連接棒と前記リテーナとの間に挟持されるリップリングとを有し、
前記リップリングの揺動方向の一端から他端までの長さおよび駆動軸方向の一端から他端までの長さよりも前記揺動方向と前記駆動軸方向との間にある中間方向における一端から他端までの長さは短いことを特徴とする往復動圧縮機。 A cylinder,
A piston that reciprocates while swinging in the cylinder;
An electric motor for driving the piston;
A drive shaft that rotates by the power of the electric motor and reciprocates the piston;
It said piston includes a lip ring which is sandwiched between a retainer attached to the end of the connecting rod and connecting rod attached to the front SL drive shaft, and the connecting rod and the retainer,
The length from one end to the other end in the swing direction of the lip ring and the length from one end to the other end in the drive shaft direction are different from one end to the other in the intermediate direction between the swing direction and the drive shaft direction. A reciprocating compressor characterized in that the length to the end is short.

前記リップリングは、前記揺動方向に長径を持つ楕円と、前記駆動軸方向に長径を持つ楕円とを繋いだ形状であることを特徴とする請求項６に記載の往復動圧縮機。 The reciprocating compressor according to claim 6, wherein the lip ring has a shape in which an ellipse having a major axis in the swinging direction and an ellipse having a major axis in the drive shaft direction are connected.

前記リップリングの前記揺動方向および前記駆動軸方向において外側に広がる円弧と前記リップリングの前記中間方向において内側に広がる円弧とを組み合わせた形状であることを特徴とする請求項６に記載の往復動圧縮機。 Claim 6, characterized in that in the swinging direction and the driving direction of the rippling a shape of a combination of a circular arc extending inner side arc extending outer side in the intermediate direction of the rippling Reciprocating compressor.

前記リップリングの側面と底面との間の屈曲部において、前記揺動方向および前記駆動軸方向の曲率半径Ｒ１を前記中間方向における曲率半径Ｒ２よりも小さくすることを特徴とする請求項６に記載の往復動圧縮機。 7. The curvature radius R <b> 1 in the swing direction and the drive shaft direction is set to be smaller than the curvature radius R <b> 2 in the intermediate direction at a bent portion between a side surface and a bottom surface of the lip ring. Reciprocating compressor.

前記リップリングは穴または切欠きを有し、
前記リテーナまたは前記連接棒に前記穴または前記切欠きに嵌め合わせられる凸部を有することを特徴とする請求項６に記載の往復動圧縮機。 The lip ring has a hole or notch;
The reciprocating compressor according to claim 6, wherein the retainer or the connecting rod has a convex portion that fits into the hole or the notch.